老鼠大腦中神經(jīng)系統(tǒng)類似互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

 老鼠大腦中神經(jīng)系統(tǒng)類似互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

美國一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，老鼠大腦一小塊區(qū)域中的神經(jīng)系統(tǒng)類似互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。這對大腦神經(jīng)系統(tǒng)是個(gè)分等級結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)理論提出挑戰(zhàn)。

新發(fā)現(xiàn)

美國南加州大學(xué)神經(jīng)系統(tǒng)科學(xué)家拉里·斯旺森和理查德·湯普森隔離起老鼠大腦中與愉悅和獎勵相關(guān)的伏核區(qū)，在同一點(diǎn)同時(shí)注入兩枚“示蹤劑”，分別用于顯示信號去向和來源。

“示蹤劑”跟隨信號移動，但不會干擾信號移動，能發(fā)光，可在顯微鏡下觀察到。

他們發(fā)現(xiàn)，信號在一個(gè)個(gè)圈組成的網(wǎng)絡(luò)中移動，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)“不是一個(gè)有上下之分的等級架構(gòu)”。

湯普森花費(fèi)8年多時(shí)間發(fā)明和完善這次研究所用示蹤方法。

其他示蹤方法大多只能在一個(gè)位置跟蹤一個(gè)方向一個(gè)信號。

“我們可以在同一個(gè)動物身上同時(shí)觀察一個(gè)大腦回路中的4個(gè)連接，”斯旺森說。

學(xué)術(shù)界假設(shè)過大腦中神經(jīng)系統(tǒng)類似互聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，但先前沒有實(shí)驗(yàn)證實(shí)過這種假設(shè)。

研究報(bào)告由《國家科學(xué)院院刊》（PNAS）發(fā)表。

舊理論

研究人員先前認(rèn)為，大腦中的神經(jīng)系統(tǒng)好像一個(gè)大企業(yè)，可以繪成一個(gè)從**部門分叉到下面一個(gè)個(gè)小部門的直線聯(lián)系圖。

英國廣播公司（BBC）8月11日援引斯旺森的話報(bào)道：“‘從上到下理論’在已有實(shí)驗(yàn)神經(jīng)科學(xué)文獻(xiàn)中占有驚人的統(tǒng)治地位，這一理論可上溯至19世紀(jì)。”

斯旺森說，大腦中互聯(lián)網(wǎng)式結(jié)構(gòu)的存在可以解釋大腦能克服局部損傷的現(xiàn)象，“你可以拿掉互聯(lián)網(wǎng)任何一個(gè)單獨(dú)部分，但網(wǎng)絡(luò)其他部分照常工作”，神經(jīng)系統(tǒng)同樣，沒法說某一部分**不可或缺。

下一步

斯旺森說，眼下至少在老鼠大腦伏核發(fā)現(xiàn)不同以往認(rèn)為的神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，今后可以用這次研究中使用的示蹤法觀察其他部位，*終繪出整個(gè)大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖。

斯旺森說，繪制整個(gè)大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖是個(gè)無比復(fù)雜的工作，目前不能肯定這個(gè)圖對解答意識和認(rèn)知方面難題會產(chǎn)生何種影響。

“不過，好比人類基因組項(xiàng)目。人們相信找出人類脫氧核糖核酸（DNA）完整序列是研究生物學(xué)的一塊基石，無論花費(fèi)多長時(shí)間都要完成這項(xiàng)工作，”斯旺森說。

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